(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラス基板とフレキシブルプリント基板をＡＣＦ接合するような、回路基板同士を樹脂接合する方法において、マイグレーションによる隣接配線間の電気的短絡を防ぐことが出来る回路基板の樹脂接合構造の提供。【解決手段】ガラス基板の配線電極間絶縁部を配線電極より高い凸形状とし、さらに凸形状先端部を細くする。このガラス基板とフレキシブルプリント基板を熱圧着樹脂接合することによって、凸状先端部がフレキシブルプリント基板に埋没し凸状ガラス部が隔壁となり、隣接する配線電極間が凸状ガラス部分で隔離される。よって、隣接配線電極へ達するマイグレーション拡散を防ぐことにより、電気的短絡が発生しなくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回路基板と第２の回路基板とを接合用接着樹脂を介して電気的に接続する樹脂接合構造において、第１の回路基板は電極配線部が凸状に設けられており、第２の回路基板は電極配線部間の絶縁部分が電極配線部よりも高いことを特徴とする回路基板の樹脂接合構造。
【請求項２】
前記第２の回路基板における絶縁部分の少なくとも一部分が、前記第１の回路基板に接触あるいは埋没していることを特徴とする請求項１に記載の回路基板の樹脂接合構造。
【請求項３】
前記第２の回路基板における絶縁部分の凸形状が、前記第１の回路基板に接触する上部側の幅が下部より狭くなっていることを特徴とする請求項２に記載の回路基板の樹脂接合構造。
【請求項４】
前記第２の回路基板における絶縁部分の少なくとも一部分が、前記第１の回路基板の基材部分に接触あるいは埋没していることを特徴とする請求項３に記載の回路基板の樹脂接合構造。
【請求項５】
前記第２の回路基板がハロゲンイオンを含まない材料から成ること、あるいは前記第２の回路基板の配線電極形成側絶縁部表面が、ＳｉＯ２などのイオン拡散防止膜で被覆されていることを特徴とする請求項４に記載の回路基板の樹脂接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ある回路基板の電極と他の回路基板の電極を異方性導電接着剤などを用いて樹脂接合する方法に関するものであり、回路基板同士を電気的接合する際に適用され、特にガラス基板とフレキシブルプリント基板を樹脂接合した際の電極間のマイグレーションによる電気的短絡を防ぐ接合に好適に使用される。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電気製品に搭載される電気実装部品等の電気回路装置は電気信号の高速化と共に高密度集積と小型化が進み、信号配線の微細化（ファインピッチ）と多ピン化が著しくなってきている。
【０００３】
それに伴い、ガラス基板とフレキシブルプリント基板など回路基板同士の電気的接合も搭載位置精度と共にファインピッチ及び多ピン化に対応した接続信頼性を得ることがますます厳しくなっている。ファインピッチ及び多ピンになるに従い、位置合わせが難しくなってきており、また電極間が近いことよりマイグレーションが起きやすくなってきている。
【０００４】
現在、微細パターン用セラミック基板やシリコン基板、また液晶用やＰＤＰ用ガラス基板の上に形成された配線電極とフレキシブルプリント基板とを電気的接合する方法として、異方性導電接着剤を用いる方法が多く行われている。
【０００５】
異方性導電接着剤（接着膜）とは、ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）、非導電性膜（ＮＣＦ：Ｎｏｎ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）、非導電性ペースト（ＮＣＰ：Ｎｏｎ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）と呼ばれる接合材料である。
【０００６】
液晶用ガラス基板やＰＤＰ用ガラス基板では、配線にＡｇ（銀）等の金属を用いることが多く、隣り合う配線間に電位差あるいは極性の異なる電圧が印加されると、配線金属がイオン化されて一方の配線から他方の配線へ移動することにより導通路が形成されて配線が短絡する現象、すなわちマイグレーションの発生が知られている。特に配線間の幅が狭い場合や電位差が大きいほどその発生は顕著になる。
【０００７】
また、配線材料や基板材料、接合材料や接合部を覆う封止材料内に含有される塩素イオンなどのハロゲンイオンがマイグレーションに寄与することも知られている。
【０００８】
その対策として、たとえば特開２０００−１９６２１１号公報に記載されているように、接合する回路基板を凹凸嵌合構造にする方法や、特開２０００−１８３４７０号公報に記載されているように、配線間に金属イオンを捕捉させる材料を形成する方法が提案されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の回路基板接合方法には以下のような問題点があった。
【００１０】
特開２０００−１９６２１１号公報に記載されているような、接合する回路基板を凹凸嵌合構造にする方法においては、図７に示すように一方の回路基板と他方の回路基板の間に接合樹脂が介在している。そのため、樹脂が水分を吸収することや樹脂中のハロゲンイオンによってマイグレーションが発生する。また、樹脂中をマイグレーションが拡散することによって電極間の短絡を引き起こす。接合樹脂は、異方性導電接着剤であっても封止樹脂であっても同様である。
【００１１】
さらに、両者の回路基板が、お互いの電極が確実に電気的接合し、なおかつ隙間無く嵌合することは、回路基板の寸法精度や熱膨張によるピッチズレを考慮すると、きわめて難しい。
【００１２】
よって、寸法精度やピッチズレを考慮して、隙間のある緩い嵌合にしなければならない。すなわち、その隙間には異方性導電接着剤や封止樹脂が存在することになり、隣接配線とのマイグレーション経路となってしまう。
【００１３】
また、特開２０００−１８３４７０号公報に記載されているような、配線間に金属イオンを捕捉させる材料を形成する方法においては、図８に示すように金属イオンを捕捉させる材料としてイオン交換体を含有した樹脂ペーストをスクリーン印刷等で形成する方法が提案されている。しかしながら配線を腐食させるハロゲンイオンをイオン交換体が一度捕捉（トラップ）してもその後の加熱条件によっては、再び離してしまったり、ハロゲンイオン含有材料からの溶出を必要以上に促進させてしまう場合がある。また、用いる部材によって効果が異なり不安定である。
【００１４】
本発明は上記に示すように、ガラス基板上に形成された配線電極とフレキシブルプリント基板を樹脂接合する方法に関し、配線電極間に発生するマイグレーションを防止する樹脂接合方法の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し目的を達成するための、本発明に関わる回路基板の樹脂接合方法は、異方性導電接着剤（ＡＣＦやＡＣＰ）、接合用接着剤（ＮＣＦやＮＣＰ）を用いて接合する方法についてであり、ガラス基板等リジッド基板とフレキシブルプリント基板の電気的接合方法において、ガラス基板上の配線電極間の絶縁部分を電極高さより高い凸形状とし、その先端部分は下部よりも細く、フレキシブルプリント基板の絶縁部分に埋没するように圧着接合する。
【００１６】
さらに、埋没する先端部分が、フレキシブルプリント基板の絶縁接着剤層ではなくポリイミドなどの基材層まで達している、あるいは基材層であること。
さらに、ガラス基板の絶縁部分表面は、ＳｉＯ２膜で被覆されていること。
以上の方法により、電極配線間が樹脂以外の材料、つまりガラスなどで隔離されることにより隣接配線へのマイグレーションの拡散がくい止められる。その結果、隣接配線間との電気的短絡を防止することが可能となる。
【００１７】
上記手段を特徴とする回路基板の樹脂接合方法を提供するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施例について説明する。
【００１９】
図１は、ガラス基板とフレキシブルプリント基板を樹脂接合した状態を示した模式断面図である。
【００２０】
ガラス基板４の配線電極部５とフレキシブルプリント基板８の配線電極部７が異方性導電接着剤６の導電性フィラー９を介して電気的接合し、ガラス基板４の凸状絶縁先端部１がフレキシブルプリント基板８の絶縁部３に埋没している。
【００２１】
図２は、ガラス基板に凹部を形成した状態を示した、模式断面図である。
凹部１１は配線電極となるＡｇペーストが形成される箇所である。
【００２２】
凹部１１の形成方法は、ダイシングソーによる研削やフォトリソによるエッチング、あるいはガラス基板にマスキングを施した後サンドブラストにより形成する。
【００２３】
配線電極を隔離するガラス部１は凹部隔壁であると同時に、凹部底面を基準にして視点を変えるとガラス部１を凸部と考えることができる。よって以後本文中では、ガラス部１をガラス基板凸部１と呼ぶ。
【００２４】
図３は、幅の細い凸部と被覆層、Ａｇ配線電極を形成したガラス基板の模式断面図である。
【００２５】
凸部１の先端部分（フレキシブルプリント基板接触側）の幅を細くする方法は、凹部を研削したダイシングソーブレードより幅の太いブレードを用い研削する方法や、ドリルを移動して研削する方法、あるいは凹部形成方法と同様にマスキングを施した後サンドブラストにより形成する。
【００２６】
その後、ハロゲンイオン等の不純物拡散を防止するため、ガラス基板表面にＳｉＯ２の被覆層２を形成する。形成方法は蒸着による方法などを用いる。被覆層は、ＩＴＯなどでもよい。
【００２７】
さらに、凹部１１内部にＡｇペーストを塗布し焼成することによって、Ａｇ配線電極５を形成する。Ａｇペーストの塗布方法は、ディスペンサーやスクリーン印刷法、転写法などによって形成する。
【００２８】
図４は、ガラス基板上に異方性導電接着剤（ＡＣＦ）６を貼り付けた状態を示した模式断面図である。
【００２９】
図５は、フレキシブルプリント基板を位置合わせし、熱圧着接合している状態を示した模式断面図である。
【００３０】
フレキシブルプリント基板８の配線電極７を、ガラス基板４の凹部内に形成されたＡｇ配線電極５に位置あわせをし、フレキシブルプリント基板８の上から圧着ツール１０で異方性導電接着剤６を加熱加圧し硬化させ基板同士を圧着する。配線電極に挟まれた導電性フィラー９、あるいは配線電極同士が接触することによって電気的導通が可能となる。
【００３１】
本実施例では、異方性導電接着剤の硬化温度は１７０℃、加熱時間は３０秒で行った。
【００３２】
本実施例で設計上考慮しなければならないことは、図６に示すように、ガラス基板４の凸状絶縁部１の高さ１２（ガラス基板Ａｇ配線電極表面から凸状絶縁部先端までの高さ）とフレキシブルプリント基板８の配線電極高さ１３及び接着剤層厚み１４の関係である。
【００３３】
ガラス基板凸状絶縁部の高さ１２は、フレキシブルプリント基板の配線電極高さ１３と接着層厚み１４を足した合計高さ１５と同じ程度とする。
【００３４】
本発明では、ガラス基板凸状絶縁先端部１がフレキシブルプリント基板の基材部８に埋没するように加圧するため不安定な接触状態はないが、ガラス基板凸状絶縁部の高さ１２が、フレキシブルプリント基板の合計高さ１５より高すぎるとフレキシブルプリント基板の配線電極７とガラス基板Ａｇ配線電極５と接触しなくなるためである。
【００３５】
また、ガラス基板４の凹部１１の深さは、ガラス基板凸状絶縁部の高さ１２とガラス基板４のＡｇ配線電極厚み１６の合計深さになる。
【００３６】
ここで、ガラス基板４のＡｇ配線電極厚み１６は、配線材料の体積固有抵抗値から配線中に流す電流値に応じた配線厚みに決定される。
【００３７】
本実施例では、フレキシブルプリント基板は接着層３を有する３層フレキタイプを用いているが、接着層のない２層フレキタイプでも良い。接着層３を有しているタイプの場合、その接着層がＰＩを主成分とした樹脂である場合は、凸状先端部分の埋没が接着剤層で止まっていても、Ａｇマイグレーションによる電気的短絡防止効果を得ることが可能となる。
【００３８】
フレキシブルプリント基板の熱圧着の際は、圧着ツールへの異方性導電接着剤付着防止のため、圧着ツールとフレキシブルプリント基板の間にテフロン（登録商標）シートを入れても良い。
本実施例では、ガラス基板４の配線ピッチは、配線幅５０〜９０μｍ、配線間幅は７０〜１１０μｍを用いた。ガラス基板のＡｇ配線厚み１６は１０μｍ、凸状絶縁部の高さ１２は２０μｍ、フレキシブルプリント基板の配線電極高さ１３は１０μｍ、接着層厚みは１０μｍを用いた。
【００３９】
以上の形態でガラス基板とフレキシブルプリント基板を樹脂接合した後、８５℃／８５％  ＤＣ１０Ｖの高温高湿バイアステストを１０００ｈ行い、その後の隣接間絶縁抵抗値を測定したところ絶縁抵抗値が低下している箇所はなく、テスト前と同じＥ５乗Ω以上の絶縁性を維持していた。
【００４０】
また、接合部を観察しても配線間で短絡しているＡｇマイグレーション部は無く、Ａｇマイグレーションが発生している箇所においてもガラス基板絶縁部で拡散が防止されていることが確認された。
【００４１】
以上の結果からわかるように、ガラス基板の配線間絶縁部を隣接配線間の隔壁とすることでＡｇマイグレーションによる電気的短絡が発生しない信頼性の高い、回路基板同士の樹脂接合が可能となった。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、Ａｇペーストなどを用いた金属配線電極部に発生していた、Ａｇマイグレーションによる電気的短絡を物理的に防ぐことにより、隣接配線電極間の絶縁抵抗値低下時間を飛躍的に延ばすことが可能となった。
【００４３】
また、Ａｇペーストを用いた配線電極が可能となったことにより、メッキ配線や蒸着配線に比較して大幅なコストダウンも実現した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す。
【図２】本発明の実施例による工程を示す。
【図３】本発明の実施例による工程を示す。
【図４】本発明の実施例による工程を示す。
【図５】本発明の実施例による工程を示す。
【図６】本発明の実施例による工程を示す。
【図７】回路基板樹脂接合方法の従来例。
【図８】回路基板樹脂接合方法の従来例。
【符号の説明】
１  ガラス基板凸部
２  ガラス基板表面被覆層
３  フレキシブルプリント基板接着剤層
４  ガラス基板
５  ガラス基板配線電極
６  異方性導電接着剤（ＡＣＦ）
７  フレキシブルプリント基板配線電極
８  フレキシブルプリント基板基材層
９  導電性フィラー
１０  圧着ツール
１１  ガラス基板凹部
１２  ガラス基板凸状絶縁部高さ
１３  フレキシブルプリント基板配線電極高さ
１４  フレキシブルプリント基板接着層厚み
１５  フレキシブルプリント基板の配線電極と接着層の合計厚み
１６  ガラス基板Ａｇ配線電極厚み
１７  異方性導電接着剤又は封止接着樹脂
１８  イオントラップ材
１９  イオンマイグレーション
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005019589.tif 000009
【図８】
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